DE19732030B4 - Process for the preparation of chloromethanesulfonyl chloride - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung von Chlormethansulfonylchlorid der Formel
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Chlormethansulfonylchlorid, das gegenüber den vorbeschriebenen Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung erhebliche Vorteile aufweist.The The present invention relates to a novel process for the preparation of chloromethanesulfonyl chloride, compared to the previously described methods has considerable advantages for the preparation of this compound.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellende Verbindung Chlormethansulfonylchlorid ist eine sich bekannte Verbindung. Sie weist die Formel ClCH2SO2Hal auf, worin Hal Chlor ist.The compound to be prepared by the process according to the invention chloromethanesulfonyl chloride is a known compound. It has the formula ClCH 2 SO 2 Hal where Hal is chlorine.
Der chemischen Literatur sind zur Herstellung von Chlormethansulfonylchlorid verschiedene Verfahren zu entnehmen, die den folgenden drei Grundverfahrenstypen zugeordnet werden können:Of the Chemical literature is used to prepare chloromethanesulfonyl chloride to take different methods, the following three basic types of procedures can be assigned:
In
dem deutschen Patent
Beim zweiten Verfahrenstyp, der z.B. beschrieben ist in Brintzinger et al., Chemische Berichte 85, 1952, S. 455/456; Douglass, Simpson, Sawyer, J.Org.Chem. 14, 1949, S. 273; Douglass, Simpson, Sawyer, J.Org.Chem. 5, 1940, S. 84, wird symmetrisches Trithian unter variierenden Bedingungen chloriert. Bei diesem Verfahren fällt neben dem erwünschten Chlormethansulfonylchlorid eine Reihe von Nebenprodukten an.At the second type of process, e.g. is described in Brintzinger et al., Chemische Berichte 85, 1952, pp. 455/456; Douglass, Simpson, Sawyer, J. Org. Chem. 14, 1949, p. 273; Douglass, Simpson, Sawyer, J. Org. 5, 1940, p. 84, Symmetrical Trithian Among Varied Conditions chlorinated. In this process falls next to the desired Chloromethanesulfonyl chloride on a series of by-products.
Gemäß einem dritten Verfahrenstyp erfolgt die Herstellung von Chlormethansulfonylchlorid aus Dimethyldisulfid bzw. Chlormethylschwefelchlorid und Chlor (Douglass, Simpson, Sawyer, J.Org.Chem. 14, 1949, S. 273). Auch dieses Verfahren führt zu einer großen Menge an Nebenprodukten.According to one The third type of process involves the preparation of chloromethanesulfonyl chloride from dimethyl disulfide or chloromethyl sulfur chloride and chlorine (Douglass, Simpson, Sawyer, J. Org. Chem. 14, 1949, p. 273). Also this procedure leads to a big one Amount of by-products.
Alle geschilderten Verfahrenstypen gehen aus von sauerstofffreien Schwefelverbindungen (Schwefelwasserstoff, Trithian, Dimethyldisulfid bzw. Chlormethylschwefelchlorid), die als solche unangenehm zu handhaben sind und aus denen auch Nebenprodukte entstehen, die die Verfahrensdurchführung mit einem erheblichen Aufwand belasten.All The types of process described are based on oxygen-free sulfur compounds (hydrogen sulphide, Trithiane, dimethyldisulfide or chloromethylsulfur chloride), the as such are unpleasant to handle and from which also by-products arise that the process implementation with a considerable Burden the expense.
Versucht
man, diese Nachteile zu umgehen, indem man beispielsweise versucht,
Chlormethansulfonylchlorid nach ähnlichen
Verfahren herzustellen wie das homologe β-Chlorethansulfonylchlorid, das
im Handel erhältlich
ist und beispielsweise Ausgangsprodukt für das in dem deutschen Patent
In
der Einleitung des deutschen Patents
Es besteht daher ein Bedarf nach einem neuen, einfach, sauber und mit hoher Ausbeute durchführbaren Verfahren zur Herstellung von Chlormethansulfonylchlorid, das, ähnlich wie das in großen Mengen hergestellte und in der pharmazeutischen Industrie und Agrochemie als Synthesebaustein verbrauchte Chloracetylchlorid, ein vielversprechender Schlüsselbaustein für die Synthese von Arzneistoffen und Pflanzenschutzmitteln ist, beispielsweise zur Herstellung verschiedener Chlormethylsulfonamid-Derivate mit pharmazeutischer Wirkung oder einer anderen biologischen Wirksamkeit.It There is therefore a need for a new, simple, clean and with high yield feasible Process for the preparation of chloromethanesulfonyl chloride, which, similar to that in large quantities manufactured and used in the pharmaceutical and agrochemical industries Chloroacetyl chloride consumed as a building block, a promising key building block for the Synthesis of drugs and crop protection agents, for example for the preparation of various chloromethylsulfonamide derivatives with pharmaceutical effect or other biological activity.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.These The object is achieved by a method according to claim 1.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Anspruch 2 wiedergegeben.A Preferred embodiment of the method according to the invention is claimed 2 reproduced.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht im wesentlichen darauf, daß man zur Herstellung von Chlormethansulfonylchlorid von einer bisher für diesen Zweck noch nicht verwendeten Ausgangsverbindung ausgeht, nämlich das Nartiumsalz der Chlormethansulfonsäure. The process according to the invention is based essentially on the fact that the starting point for the preparation of chloromethanesulfonyl chloride is a starting compound which has not yet been used for this purpose, namely the nartium salt of chlorme thansulfonsäure.
Das als Ausgangsverbindung gewählte Nartiumsalz der Chlormethansulfonsäure ist im Handel nicht erhältlich, ist jedoch nach der chemischen Literatur entnehmbaren Verfahren einfach und in guter Ausbeute herstellbar. Ein besonders vorteilhaftes Verfahren beruht auf der Umsetzung von Dichlormethan (Methylenchlorid) mit einem Alkalisulfit, z.B. Natriumsulfit, und ist beispielsweise beschrieben im deutschen Patent 414426. Ein anderes bekanntes Verfahren besteht in der Umsetzung von Aminomethansulfonsäure mit Natriumnitrit und konzentrierter Salzsäure (Backer, Mulder, R. 52 (1933), S. 456).The selected as the starting compound Nartium salt of chloromethanesulfonic acid is not available commercially, However, according to the chemical literature removable method easy to produce and in good yield. A particularly advantageous method based on the reaction of dichloromethane (methylene chloride) with an alkali metal sulfite, e.g. Sodium sulfite, and is described, for example in German Patent 414426. Another known method is in the reaction of aminomethanesulfonic acid with sodium nitrite and concentrated hydrochloric acid (Backer, Mulder, R. 52 (1933), p. 456).
Eine Nacharbeitung des von Methylenchlorid und Natriumsulfit ausgehenden Verfahrens durch die Erfinder lieferte ein Rohprodukt, das bei einer Umsetzungsrate zwischen 70 und 100 Chlormethansulfonsäure in Salzform, Natriumsulfit und Natriumchlorid enthielt. Dieses Rohprodukt kann direkt als trockenes Pulver erfindungsgemäß mit Phosphorpentachlorid in Phosphorylchlorid (Phosphoroxychlorid) zum gewünschten Chlormethansulfonylchlorid chloriert werden.A Post-processing of starting from methylene chloride and sodium sulfite Method by the inventors provided a crude product, which in a Reaction rate between 70 and 100 chloromethanesulfonic acid in salt form, Sodium sulfite and sodium chloride. This crude product can directly as a dry powder according to the invention with phosphorus pentachloride in Phosphoryl chloride (phosphorus oxychloride) to the desired Chlormethansulfonylchlorid be chlorinated.
Im Gegensatz zu der entsprechenden Hydroxymethansulfonsäure erwies sich die Chlormethansulfonsäure unter chlorierenden Bedingungen als stabil und kann in an sich bekannter Weise unter Verwendung bekannter Chlorierungsmittel chloriert werden. Als Chlorierungsmittel kommen insbesondere solche Chlorierungsmittel in Frage, die bei einer verallgemeinernden Betrachtung als Säurechloride anorganischer Säuren angesehen werden können und zu denen Phosphorylchlorid, Thionylchlorid oder Phosgen sowie die aggressiveren Chlorierungsmittel wie Phosphortrichlorid und Phosphorpentachlorid gehören.in the Contrary to the corresponding hydroxymethanesulfonic proved the chloromethanesulfonic acid under chlorinating conditions as stable and can in per se known Be chlorinated using known chlorinating agents. The chlorinating agents are in particular those chlorinating agents in a generalized consideration as acid chlorides inorganic acids can be viewed and to which phosphoryl chloride, thionyl chloride or phosgene and the more aggressive chlorinating agents such as phosphorus trichloride and phosphorus pentachloride belong.
Setzt man Chlormethansulfonsäure in Form des Chlormethansulfonsäurenatriumsalzes, mit Chlorierungsmitteln der genannten Art in dem Lösungsmittel Phosphorylchlorid um, so erhält man die bekannte Verbindung Chlormethansulfonylchlorid in guter Ausbeute und Reinheit.Puts Chloromethanesulfonic acid in the form of the chloromethanesulfonic acid sodium salt, with chlorinating agents of the type mentioned in the solvent Phosphoryl chloride to, so receives the known compound chloromethanesulfonyl chloride in good Yield and purity.
Eine Umsetzung von Hydroxymethansulfonsäure-natriumsalz führt zu Zersetzung.A Reaction of hydroxymethanesulfonic acid sodium salt leads to decomposition.
Arbeitet man mit Phosphorpentachlorid als Chlorierungsmittel und in Phosphorylchlorid als Lösungsmittel, so wird eine quantitative Umsetzung des Natriumsalzes der Chlormethansulfonsäure erreicht. Bei Raumtemperatur ist die Reaktion nach 30 min abgeschlossen. Aufgrund der Einfachheit und Sauberkeit der genannten Umsetzung erwies sich Phosphorylchlorid als ein für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Chlormethansulfonylchlorid besonders geeignetes Lösungsmittel.Is working with phosphorus pentachloride as the chlorinating agent and in phosphoryl chloride as a solvent, Thus, a quantitative implementation of the sodium salt of chloromethane sulfonic acid is achieved. at Room temperature, the reaction is completed after 30 min. by virtue of The simplicity and cleanliness of the above implementation proved Phosphoryl chloride as an for the inventive method particularly suitable for the preparation of chloromethanesulfonyl chloride Solvent.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.following The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.
Beispielexample
1. Herstellung des Natriumsalzes von Chlormethansulfonsäure1. Preparation of the sodium salt of chloromethanesulfonic acid
In
sinngemäßer Nacharbeitung
des im deutschen Patent
Nach 12 Stunden wurde die gesamte Flüssigkeit aus dem Druckgefäß im Vakuum entfernt. Der feste Rückstand wurde zur Entfernung von jeglichem Restwasser mit etwas Isopropanol versetzt und durch dessen Abziehen am Vakuum azeotrop getrocknet. Das erhaltene feste trockene Pulver wurde ohne weitere Aufreinigung weiterverarbeitet.To 12 hours became the entire liquid from the pressure vessel in a vacuum away. The solid residue was to remove any residual water with a little isopropanol offset and azeotropically dried by its removal by vacuum. The obtained solid dry powder was without further purification further processed.
2. Herstellung von Chlormethansulfonylchlorid2. Production of chloromethanesulfonyl chloride
In einem geeigneten Reaktionsgefäß (Kolben mit einem mechanischen Rührer) wurde das oben gemäß 1. hergestellte Natriumsalz der Chlormethansulfonsäure als Rohprodukt ohne weitere Aufreinigung in Phosphorylchlorid suspendiert. Die Mischung wurde mit einer solchen Menge Phosphorpentachlorid versetzt, die einer stöchiometrischen Umsetzung des Natriumsalzes der Chlormethansulfonsäure unter Bildung von Chlormethansulfonylchlorid und gleichzeitiger Bildung von Phosphorylchlorid aus Phosphorpentachlorid entsprach. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur gerührt, bis die Reaktion beendet war (etwa 30 min). Anschließend wurde das Phosphorylchlorid abdestilliert, und der Rückstand wurde mit Eiswasser versetzt. Die organische Phase wurde durch Zusatz von Dichlormethan auf ein höheres Volumen verdünnt und von der wäßrigen Phase abgetrennt. Nach dem Trocknen der organischen Phase durch Zusatz eines Trocknungsmittels (Natriumsulfat) und Abtrennung des Trocknungsmittels wird zuerst destillativ das Lösungsmittel entfernt und dann das Produkt Chlormethansulfonylchlorid destillativ gewonnen. Man erhält das Chlormethansulfonylchlorid als wasserklare Flüssigkeit mit einem Siedepunkt Kp12 63 °C (entsprechend der vorveröffentlichten Literatur).In a suitable reaction vessel (flask with a mechanical stirrer), the sodium salt of chloromethanesulfonic acid prepared above according to 1 was suspended as a crude product without further purification in phosphoryl chloride. The mixture was treated with such an amount of phosphorus pentachloride, which corresponded to a stoichiometric reaction of the sodium salt of the chloromethanesulfonic acid to form Chlormethansulfonylchlorid and simultaneous formation of phosphoryl chloride from phosphorus pentachloride. The reaction mixture was stirred at room temperature until the reaction was complete (about 30 minutes). Subsequently, the phosphoryl chloride was distilled off, and the residue was added with ice water. The organic phase was diluted to a higher volume by the addition of dichloromethane and separated from the aqueous phase. After drying the organic phase by addition of a drying agent (sodium sulfate) and separation of the drying agent, the solvent is first removed by distillation and then the product Chlormethansulfonylchlorid obtained by distillation. The Chlormethansulfonylchlorid is obtained as a water-clear liquid with a boiling point Kp 12 63 ° C (according to the prepublished literature).
Ausgehend von einem Mol (152 g) Natriumsalz der Chlormethansulfonsäure erhält man das Produkt Chlormethansulfonylchlorid in 90%iger Ausbeute.outgoing of one mole (152 g) of sodium chloride of the chloromethanesulfonic acid gives the product Chloromethanesulfonyl chloride in 90% yield.
Das
Produkt weist die folgenden, der bekannten Literatur noch nicht
entnehmbaren Kernresonanzspektren auf (in CDCl3):
1H-NMR
(CDCl3, 200 MHz) : δ (ppm) = 5,00 (s, 2H)
13C-NMR
(CDCl3, 50,3 MHz) : δ (ppm) = 65,57 (CH2)The product has the following nuclear resonance spectra, which can not yet be deduced from the known literature (in CDCl 3 ):
1 H NMR (CDCl 3 , 200 MHz): δ (ppm) = 5.00 (s, 2H)
13 C-NMR (CDCl 3 , 50.3 MHz): δ (ppm) = 65.57 (CH 2 )
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